پی‌آمد

هشدار: این یادداشت حاصل برهمکنش این ترمم با درس نظریه میدان کوانتمی پیشرفته است که پدرم را در آورده و درست هم نمی فهمم بسیار هم عقبم! برای خواننده غیر متخصص شاید تنها پاراگراف اول جالب باشد.

چند وقت پیش در اینستاگرام مجموعه استوری نوشتم برای ملت که قانون جذب و شعور کائنات و ارتعاشات و جریان انرژی و چه و چه هیچ ربطی به مکانیک کوانتمی ندارد. جانِ کلام این بود که آنچه فیزیک‌دانان به عنوان «مکانیک کوانتمی» به کار می‌برند یک مجموعه از قواعد و دستورالعمل‌های محاسبه است که عمدتا حتی هستی‌شناسی و معناشناسی چندان واضح و مشخصی ندارد چه برسد به این که از آن دستورالعملهای محاسبه، قانون جذب استخراج کنیم (آنچنان که در کتاب های مزخرفی مثل جهان هولوگرافیک شاهدش هستیم).*

حالا که دارم نظریه میدان کوانتمی می‌خوانم این دستورالعمل محاسبه بودن کاملا عیان‌تر و واضح‌تر است، بیش از آن چه بتوان به راحتی آن را هضم کرد. مکانیک کوانتمی غیر نسبیتی گرچه صرفا دستورالعمل محاسبه بود اما حداقل از لحاظ ریاضی مریض نبود! نظریه میدان کوانتمی حتی به لحاظ ریاضی هم مریض است، برای مثال فرمول‌بندی انتگرال مسیر برای تمام نظریه میدان‌های برهمکنشی در چهار بعد فاقد تعریف ریاضی دقیقی است (لااقل کتاب شوارتز که در سال 2013 چاپ شده چنین می‌گوید). بی‌نهایت‌هایی که باید باز بهنجارش شوند هم که دیگر گل سر سبد ماجر هستند و در واقع تا جایی که من می‌دانم عمده انگیزه ملت برای رفتن به سمت نظریه ریسمان (توضیح جایگزینی برای نظریه میدان کوانتمی) از وجود همین بی‌نهایت‌ها ناشی می‌شود.

من چارچوب نظریه میدان کوانتمی را در بستر دیگری به خوبی درک می‌کنم. مکانیک کوانتمی علی‌رغم این که به شما اجازه نمی‌دهد بفهمید که در زیربنا چه خبر است اما زبان فوق‌العاد قدرتمندی برای جست و جو در تقارن‌های طبیعت در اختیار شما قرار می‌دهد. من فکر می‌کنم در واقع کل مکانیک کوانتمی چیزی جز نمایش نظریه گروه نیست! اگر با نظریه گروه آشنا باشید، می‌توان برای هر گروه یک نمایش درست کرد، یعنی فضای برداری در نظر گرفت که هر عضو گروه متناظر با یک عملگر خطی در این فضای برداری است، ضرب اعضای گروه متناظر ضرب عمل‌گرهای خطی و غیره. از طرف دیگر هر تقارنی در طبیعت یک گروه تشکیل می‌دهد و برای تقارن‌های طبیعت هم می‌توان نمایش درست کرد: یعنی یک فضای برداری و عملگرهای خطی به عنوان اعضای گروه تقارن. به نظر می‌رسد مکانیک کوانتمی به یک معنی مطالعه نمایش گروه‌های تقارنی طبیعت روی فضای برداری "حالت" سیستم است. در واقع این فضای برداری پیامد‌های مشاهده پذیر دارد (در واقع بحث‌‌برانگیز ترین قسمت مکانیک کوانتمی همین موضوع ارتباط این فضای برداری با دنیای فیزیکی است، به نحوی مسئله اندازه گیری هم به همین موضوع مربوط است، باقی مکانیک کوانتمی سر راست و قابل فهم است). نظریه میدان کوانتمی چیزی جز ادامه دادن این ماجرا نیست، با اضافه کردن تنها یک تقارن دیگر: تقارن لورنتس (قبل از آن شما باید این نکته را بفهمید که نسبیت خاص را به طور کامل می‌توان به «وجود تقارن لورنتس در طبیعت» فروکاست) بنا بر این شما مکانیک کوانتمی نسبیتی را می‌سازید. البته که باز هم در این مسیر باید فرضهایی را اضافه کنید اما این به نظرم منطقی‌ترین توجیه نظریه میدان کوانتمی است، حتی فکر کنم واینبرگ و دیگران نشان داده اند که نظریه میدان کوانتمی تنها تعمیم مجاز نسبیتی مکانیک کوانتمی است. البته ثمرات این تعمیم بسیار زیاد بوده و موفق‌ترین تئوری فیزیکی را خلق کرده است، آنچنان که امراض ریاضی نظریه میدان کوانتمی چندان به چشم نمی آید.

 از طرفی در واقع این بی‌خبری از زیربنا همچنان در نظریه میدان کوانتمی هم حاضر است و شاید تنها دلیلی است که من فکر می‌کنم امراض ریاضی این نظریه چندان هم عجیب نیست و بهتر است به چشم «نظریه موثر» به کل این ماجرا نگاه کنیم (نظریه موثر نظریه‌ای است که با صرف نظر از جزئیات زیربنایی، سعی می‌کند سیستم فیزیکی را توصیف کند، برای مثال ترمودینامیک نظریه موثر نظریه ملوکولی گرما است). در ساخت نظریه موثر هم معمولا تقارن‌ها هستند که نقش تعیین کننده دارند، درست مثل نظریه میدان کوانتمی.

دست آخر، چه می‌شود اگر تقارن‌های نسبیت عام (هموردایی عام و اصل هم ارزی ) را به این ماجرا اضافه کنیم؟ خب، این موضوع گرانش کوانتمی است، آدمهای زیادی این کار را کرده اند و نتیجه اغلب فاجعه بار بوده است، تلاش‌ها همچنان ادامه دارد و جذاب‌ترین قسمت فیزیک برای من همین موضوع است.

*آنچه در آن مجموعه پس ذهنم بود این بود که به خودم نشان دهم همچنان فلسفه علم من علی رغم برچسب نسبی‌گریی‌اش اجازه نمی‌دهد که مزخرفاتی مثل قانون جذب کوانتمی را به راحتی بپذیریم، همزمان به نحوی متعصبانه هم آن را طرد نمی‌کند و همچنان اجازه باورهایی مثل کل نگاه بودایی به جهان را به شما می‌دهد. در واقع آنچه هم آنجا نقد کردم ترکیب عجیب و غیر قابل فهمی مثل قانون جذب مدرن است که نه قانون جذب بودایی است نه با علم مدرن مطابق است! قانون جذب بودایی تا جایی که می‌دانم در واقع در بستر یک تفکر منسجم و پرمایه قابل فهم است البته در این بستر عالم یک هیچ بزرگ است و سعادت ما این است که چیزی از دنیا نخواهیم و هوای نفس را از بین ببریم، نه این که از کائنات ماشین بخواهیم تا برای ما فراهم کند! این جنس قانون جذب ترکیبی فقط یک توهم بی اساس و من در آودری است، حتی اگر معتقد باشیم که علم یک سنت در میان دیگر سنت‌ها است!